Question

2．小明在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示，實驗中每個鉤碼重2N，測得的數據如表：

物理量實驗次數	鉤碼總重G/N	鉤碼上升的高度h/m	測力計示數F/N	測力計移動距離s/m	機械效率η
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

（1）在實驗中，測繩端拉力F時，應豎直向上勻速拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數．
（2）第1次實驗測得的機械效率為74%（結果保留兩位有效數字）．
（3）分析表中數據可知：第2次實驗是用b圖做的；第4次實驗是用c圖做的．（選填“a”、“b”或“c”）
（4）分析對比第1、2次實驗數據，可得結論：同一滑輪組的機械效率與物重有關．
（5）分析對比第1、3次實驗數據，可得結論：當物重相同時，滑輪組的機械效率與動滑輪重有關．
（6）分析第3、4次實驗數據可知，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關．

Answer 1

分析 （1）在實驗中，要正確測量繩端拉力，需豎直向上勻速拉動測力計；
（2）掌握機械效率的計算公式，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$，能用此公式進行簡單的計算；
（3）要掌握繩端移動距離與物體上升高度之間的關系：s=nh，根據繩端移動距離與物體上升的高度判斷出承擔物重的繩子段數，同時也要注意被提升的物重；
（4）（5）掌握影響滑輪組機械效率的因素：物重和動滑輪的個數，被提升的物體越重、動滑輪的個數越少，則滑輪組的機械效率越高；
（6）根據物體被提升的高度與效率之間的關系得出結論，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關．

解答 解：
（1）在測繩端拉力時，需豎直向上勻速拉動測力計；
（2）第1次實驗的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{1.8N×0.3m}$×100%≈74%；
（3）由數據知第2次實驗中，s為h的3倍，所以滑輪組由3段繩子承擔物重，而被提升的物重為6N，其它3組為4N．所以第2次實驗是用b圖做的；
第4次實驗s為h的5倍，所以滑輪組由5段繩子承擔物重，所以第4次實驗是由c圖做的；
（4）分析第1、2次實驗，兩次所用滑輪組相同，但第2次物重大于第1次物重，機械效率也大于第1次的機械效率，所以可得使用同一滑輪組，提高物重可以提高滑輪組的機械效率；
（5）分析第1、3次實驗，兩次提升物體的重力相同，第3次實驗的動滑輪較重，而機械效率較低，所以可得使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數越多，滑輪組的機械效率越低；
（6）第3、4次實驗只是改變了物體被提升的高度，機械效率沒變，所以可得滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關．
故答案為：（1）勻速；（2）74%；（3）b；c；（4）物重；（5）動滑輪重；（6）無關．

點評 此題是測量滑輪組的機械效率實驗，主要考查了有關滑輪組機械效率的計算，以及影響滑輪組機械效率的因素：被提升的物重和動滑輪的重力．被提升的物體越重、動滑輪的重力越小，滑輪組的機械效率越高．而滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關．